未来我国铁路探伤车发展仍应以轮式传感器为主
钢轨探伤车是装在轨道上检测钢轨伤损设备的专用车辆或专用列车。
钢轨轨头内部横向疲劳裂纹(俗称核伤)曾引起许多断轨事故。1923年,美国铁道工程协会(AREA)钢轨委员会委托斯佩里公司研制检测设备。1928年10月2日,斯佩里公司研制成功世界上第一辆钢轨探伤车,并开始投入使用。此后,各种类型的钢轨探伤车相继出现。
大型钢轨探伤车在国外发达国家的应用已有四五十年的历史,早已替代人工探伤设备,成为检测在役钢轨伤损的主要手段。由于超声波检测钢轨疲劳裂纹和其他内部缺陷具有灵敏度高、检测速度快、定位准确、经济性好等优点,目前国内外探伤车都采用超声波探伤技术。
发展方向
1、检测速度定位
根据世界铁路钢轨探伤车技术发展现状,按照经济、实用的原则确定我国铁路钢轨探伤车的检测速度定位。对既有客货共线铁路,随着铁路货车提速,探伤车理想检测速度应定位在80~100km/h,探伤车检测不至于对运输秩序造成太大影响,便于编入运行图实现周期性探伤。对于高速铁路而言,探伤车100km/h的检测速度相对动车组而言差距仍很大,不可能安排在客车流里上道,必须安排在夜间天窗时间检测,这种情况下,80~100km/h检测速度能够适应高速铁路的维修管理模式。因此,未来钢轨探伤车速度目标值应定位在80~100km/h 。
2、传感器的选择
从国外应用可以看出,轮式传感器对线路的适应性好,特别是有缝线路或轨头形态不良(如严重侧磨)的情况;滑靴式传感器对轨头形态的要求相对苛刻,侧磨和轨缝都会导致滑靴失水而破坏耦合,影响检测效果。由于滑靴式传感器耦合水消耗量大且需在滑靴和钢轨之间保持流动的水膜,在我国北方寒冷地区冬季使用非常困难。我国铁路已投入使用的探伤车均采用轮式传感器,多年的使用证明其在我国铁路具有良好的适应性。因此,未来我国铁路探伤车发展仍应以轮式传感器为主,滑靴式传感器可作为检测手段的补充。
3、安装模式
世界范围内超声传感器的安装模式主要有2种:检测小车模式和转向架安装模式。2种安装模式各有特点。(1)转向架安装模式检测速度略高。从欧洲数据看,转向架安装模式检测速度能达80~100km/h;我国目前均采用检测小车模式,检测速度为40~60km/h;SPENO和SCANMASTER的检测小车模式检测速度为70km/h。(2)检测小车模式传感器对中机构要求稍低。检测小车采用变轨距结构,对传感器对中机构要求稍低;转向架安装模式采用定轨距设计,对传感器对中机构伺服性能要求较高。(3)安全性方面各有优劣。检测状态下,转向架安装模式由于固定轨距并有车体重量加压,其防脱轨性能优于检测小车模式。运行状态下,检测小车模式检测小车收起并锁定后探伤车类似普通车辆,安全性较高;转向架安装模式由于车下支持探轮的机械结构不能与转向架轴箱分离,运行时也承受冲击载荷,且运行速度一般高于检测速度,因此,运行时冲击作用更强,机械部件疲劳强度受到挑战。我国铁路已成熟运用的检测小车模式运行速度仍维持在60km/h,今后重点探索转向架安装模式80~100km/h的应用前景。
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